トンネル構築方法及びこの方法で用いる撤去シールド
【課題】シールドでトンネルを構築したのち、不要な区間を容易に埋め戻せるトンネル構築方法と、それに用いる撤去シールドを提供する。
【解決手段】シールドを所定位置まで掘進させ、既設セグメント８の前方位置に撤去シールド１３の外周フレーム１５を組み立てたのち、シールドを更に掘進させてトンネル４１を完成させる。その後、撤去シールドで後方の既設セグメントを解体しつつ解体跡を埋め戻す。撤去シールドは、外周フレーム１５を組み立てるとき、既設セグメントの外周側をシールする筒状のシール部１４を予めシールド内に設けておき、外周フレーム前部を構成すると共に周方向に分割され、かつ、既設セグメントの前端に当接される切羽保持ジャッキ３５を有する分割ブロック２９、３２を予め複数形成しておき、残置されたシール部の前端部に環状に組み付け、これら分割ブロックの中央開口を隔壁１６で塞ぎ、エレクタ１７を設け、て構成される。
【解決手段】シールドを所定位置まで掘進させ、既設セグメント８の前方位置に撤去シールド１３の外周フレーム１５を組み立てたのち、シールドを更に掘進させてトンネル４１を完成させる。その後、撤去シールドで後方の既設セグメントを解体しつつ解体跡を埋め戻す。撤去シールドは、外周フレーム１５を組み立てるとき、既設セグメントの外周側をシールする筒状のシール部１４を予めシールド内に設けておき、外周フレーム前部を構成すると共に周方向に分割され、かつ、既設セグメントの前端に当接される切羽保持ジャッキ３５を有する分割ブロック２９、３２を予め複数形成しておき、残置されたシール部の前端部に環状に組み付け、これら分割ブロックの中央開口を隔壁１６で塞ぎ、エレクタ１７を設け、て構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘進機でトンネルを構築したのち、トンネルが不要な区間のトンネルを埋め戻すトンネル構築方法及びこの方法で用いる撤去シールドに関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネルの起点に発進立坑を設置できない場合、発進立坑を上記起点から離れた位置に設置し、発進立坑から上記起点までシールド掘進機を掘進させることがある。この場合、発進立坑から上記起点までの間にトンネルが仮設されることとなるが、本来必要ないトンネルであるため、用地の状態を復旧するために埋め戻さなければならない場合がある。
【０００３】
また、他のシールドトンネル内からシールド掘進機を発進させて構築すべきトンネルの起点まで移動させるとき、一時的に第三者の土地を通過しなければならないこともある。このような場合、地権者の許諾を得たのち工事することとなるが、一般に第三者が所有する土地に構築したトンネルは埋め戻す必要がある。
【０００４】
ところで、トンネルを埋め戻す工法としては、特許文献１〜６記載のものが知られている。これらの工法は、トンネルの端部に解体用シールドや解体機を配設したのち、機内でセグメント等を解体撤去すると共に機体後方に埋め戻し材を充填し、トンネルに沿って推進させるものであり、特にシールドトンネルを全長に渡って埋め戻すとき効率よくできる。
【０００５】
【特許文献１】特許第３０８７２２９号公報
【特許文献２】特許第３７２１４８８号公報
【特許文献３】特許第３５８１６１９号公報
【特許文献４】特開２００１−２２７３００号公報
【特許文献５】特開２００１−１０７６８０号公報
【特許文献６】特開２００１−１０７６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の解体用シールドでは、トンネル撤去区間の起点に立坑が必要であると共に、終点にも送排泥設備や撤去したセグメントを搬出するための立坑が必要であるため、上述のトンネル撤去工事では用いることができないという課題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、シールド掘進機でトンネルを構築したのち、トンネルが不要な区間のトンネルを容易に埋め戻すことができるトンネル構築方法と、この方法に用いる撤去シールドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は、シールド掘進機内でセグメントを組み立てながらシールド掘進機を所定位置まで掘進させ、既設セグメントの前方位置に既設セグメントを解体する撤去シールドの外周フレームを組み立てたのち、シールド掘進機を更に掘進させてトンネルを完成させ、しかるのち、上記外周フレームにその中央開口を塞ぐ隔壁を設けて撤去シールドを形成すると共に撤去シールドでその後方の既設セグメントを解体しつつその解体跡に埋め戻し材を充填して埋め戻すトンネル構築方法であって、上記撤去シールドの外周フレーム後部であると共に既設セグメントの外周側をシールする筒状のシール部を予め上記シールド掘進機内に設けておく一方、上記撤去シールドの外周フレーム前部を周方向に分割して形成され、かつ、環状に組み立てられたとき既設セグメントの前端に当接される切羽保持ジャッキを有する分割ブロックを予め複数形成しておき、上記撤去シールドの外周フレームを組み立てるとき、シール部をセグメントの外周側に残置すると共にシール部の前端部に上記分割ブロックを環状に組み付け、上記撤去シールドを形成するとき、環状に組み立てた分割ブロックの中央開口を隔壁で塞ぐと共に、分割ブロックにセグメント解体用のエレクタを設けるものである。
【０００９】
上記所定位置からシールド掘進機を更に掘進させてトンネルを完成させるとき、上記所定位置以前のセグメントより半径が大きなセグメントを用いるとよい。
【００１０】
また、シールド掘進機内に着脱自在に設けられ既設セグメントの外周側をシールするための筒状のシール部と、該シール部がセグメントの外周側に残置されたときシール部の前端部に環状に組み付けられると共に、既設セグメントの前端に当接される切羽保持ジャッキを有する分割ブロックと、環状に組み立てられた分割ブロックに設けられその中央開口を塞ぐ隔壁と、分割ブロックに設けられ既設セグメントを解体するためのエレクタとを備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、シールド掘進機でトンネルを構築したのち、トンネルが不要な区間のトンネルを容易に埋め戻すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の好適実施の形態を添付図面を用いて説明する。まず、トンネルを構築する際に用いる装置及び部品について述べる。
【００１３】
図１（ａ）及び図３（ｆ）に示すように、シールド掘進機１は、筒状に形成されるシールドフレーム２と、シールドフレーム２の前端を塞ぐバルクヘッド３と、バルクヘッド３に回転自在に設けられたカッタ４と、カッタ４の後方に形成されるカッタ室５内の土砂を排出するための送排泥式の排土装置６と、シールドフレーム２に支持部材７を介して設けられシールドフレーム２内でセグメント８、９を組み立てるためのエレクタ１０と、支持部材７に設けられセグメント８、９から推進反力を取るためのシールドジャッキ１１とを備えて構成されている。シールドジャッキ１１は周方向に複数等間隔に配置されており、セグメント８、９を組み立てるとき、その組立位置のシールドジャッキ１１を縮退させ、他のシールドジャッキ１１で切羽の圧力を保持するようになっている。
【００１４】
また、シールド掘進機１内には、後述する撤去シールド１３の部品であるシール部１４が内蔵されており、シールド掘進機１で構築したトンネルの中間位置でシール部１４を用い撤去シールド１３を組み立てるようになっている。
【００１５】
図４（ｇ）に示すように、撤去シールド１３は、既設セグメント８の端部外周を液密に覆う筒状の外周フレーム１５に、その前端の中央開口を塞ぐ隔壁１６を設けると共にセグメント解体用のエレクタ１７を設けて構成される。外周フレーム１５は、予め前後に分割されており、後部を構成するシール部１４と、前部を構成する分割ブロック２９、３０、３１、３２とからなる。
【００１６】
シール部１４は、シールドフレーム２の内周面に沿う筒状に形成されており、シールドフレーム２の内周面に着脱自在に設けられている。図１（ａ）及び図７に示すように、シール部１４は、筒状に形成されると共に後部の内径を前部の内径より小さく形成され撤去シールド１３が推進されるとき既設セグメント８と地山１８との間隙１９に貫入される後部スキンプレート２０と、後部スキンプレート２０の後部内周側に設けられ後部スキンプレート２０と既設セグメント８との間をシールするための停止シール２１と、後部スキンプレート２０の前部内周に沿って軸方向スライド自在に設けられ後部スキンプレート２０の前部内周面に沿う筒状に形成されたスライドフレーム２２と、スライドフレーム２２の内周側に設けられスライドフレーム２２と既設セグメント８との間をシールするための推進シール２３と、スライドフレーム２２の外周側に設けられスライドフレーム２２と後部スキンプレート２０との間をシールするためのスライドシール２４とを備えて構成されている。シールド掘進機１内にシール部１４を予め内蔵しておくことで一般に精度が要求されるシール２１、２３を分解することなく撤去シールド組立位置まで搬送することができる。
【００１７】
後部スキンプレート２０は、外周フレーム１５の外周壁部分の後部を構成する部品であり、後端部外周に裏込め材を逃がすための外テーパ２５を有すると共に後端部内周にセグメント８間の段差４９を乗り越えるための内テーパ２６を有する。
【００１８】
停止シール２１と推進シール２３は、後部スキンプレート２０又はスライドフレーム２２からなる基材２０、２２の内周面に取り付けられる筒状のシールシート２７と、シールシート２７の内周面に沿う筒状に形成されると共に軸方向の中央を径方向内側に拡縮自在に形成され軸方向の両端をシールシート２７を介して基材２０、２２に液密に固定されるシールプレート２８とを備えた加圧シールからなる。停止シール２１と推進シール２３には、それぞれシールプレート２８とシールシート２７の間に水、空気又は油等の流体を充填して加圧するため加圧装置（図示せず）が接続されており、停止シール２１と推進シール２３は、加圧装置で加圧されることで径方向内側に膨らみ、減圧されることで径方向外方に縮退されるようになっている。停止シール２１と推進シール２３は、それぞれ加圧されて径方向内側に膨らんだとき既設セグメント８に圧接されて既設セグメント８と基材２０、２２との間をシールすると共に、減圧されたとき径方向外方に縮退して既設セグメント８から完全に離間されるようになっている。
【００１９】
図４（ｇ）及び図９に示すように、分割ブロック２９、３０、３１、３２は、外周フレーム１５の前部を周方向に分割してなるものであり、外周フレーム１５を組み立てるときにセグメント８と共にシールド掘進機１内に搬入される。具体的には、分割ブロック２９、３０、３１、３２は外周フレーム１５の前部を上下左右に４分割して形成され、それぞれシールド掘進機１のエレクタ１０で組み立てられるようになっている。上部に位置される上部分割ブロック３２は左右分割ブロック３０、３１の間に径方向内側から挿入できるキー形状に形成されており、他の三つの分割ブロック２９、３０、３１を組み立てたのち、最後に組み立てられるようになっている。
【００２０】
また、分割ブロック２９、３０、３１、３２は、それぞれ弧状に形成され後部スキンプレート２０に突き合わされる前部分割プレート３３と、前部分割プレート３３の内周側に設けられる支持フレーム３４と、支持フレーム３４に設けられ既設セグメント８の前端に当接して切羽を保持するための切羽保持ジャッキ３５とを備える。支持フレーム３４は、前端に隔壁１６を液密に取り付けるための取付面４８を有する。取付面４８は、分割ブロック２９、３０、３１、３２が環状に組み立てられたとき全て面一となるように形成されており、前方から圧力を受ける隔壁１６を圧着させるようになっている。図１０に示すように、切羽保持ジャッキ３５は、分割ブロック２９、３０、３１、３２を環状に組み立てたとき周方向に複数等間隔に配置されるようにそれぞれの分割ブロック２９、３０、３１、３２に２本ずつ配設されている。それぞれの切羽保持ジャッキ３５には、既設セグメント８の前端に当接されるシュー１２が設けられており、既設セグメント８に広い面積で均等に当接されるようになっている。
【００２１】
次に、トンネルの構築方法について述べる。
【００２２】
シールド掘進機１の発進位置が構築すべきトンネルの起点から離間されている場合であって、上記発進位置から上記起点までの間にはトンネルを残したくない場合、まず、上記発進位置から上記起点までシールド掘進機１を掘進させる。このとき、シールド掘進機１は、シール部１４の径方向内方の位置でシール部１４より小径の仮設用セグメント８を組み立てつつ組み立てた仮設用セグメント８から推進反力をとって掘進する。また、掘進中は、既設セグメント８と地山１８との間に形成される間隙１９に裏込め材を注入して間隙１９を埋める。裏込め材には、固化せず地山１８に吸収されないゲル状材を用い、撤去シールド１３で既設セグメント８を解体するとき、撤去シールド１３の進行を阻害しないようにする。ゲル状材としては例えば吸水性ポリマーを用いることができる。
【００２３】
図１（ｂ）に示すように、シールド掘進機１が上記起点に到達したらシール部１４の停止シール２１に加圧して停止シール２１を既設セグメント８に圧接する共に、シールドフレーム２からシール部１４を離脱させ、シールド掘進機１を更に掘進させる。これにより、シール部１４が仮設用セグメント８の外周側に残置される。シールド掘進機１のエレクタ１０がシール部１４より前方に移動されたらシールド掘進機１の掘進を止め、シール部１４の後端部内周に沿って組み立てられた仮設用セグメント８を取り外し、シール部１４をシールド掘進機１内に露出させる。
【００２４】
図２（ｃ）に示すように、シールド掘進機１内に分割ブロック２９、３０、３１、３２を搬入すると共にシール部１４のスライドフレーム２２を駆動するためのシール用ジャッキ３６を搬入し、シールド掘進機１のエレクタ１０を用いてシール部１４の前端部に分割ブロック２９、３０、３１、３２を順次環状に組み付ける。これにより、分割ブロック２９、３０、３１、３２の切羽保持ジャッキ３５は既設セグメント８の前端に臨んで配置される。また、分割ブロック２９、３０、３１、３２にシール用ジャッキ３６の一端を取り付けると共にスライドフレーム２２にシール用ジャッキ３６の他端を取り付け、シール用ジャッキ３６の伸縮によりスライドフレーム２２を軸方向に駆動できるようにする。シール用ジャッキ３６と切羽保持ジャッキ３５には、それぞれジャッキ３５、３６の長さを検出するストロークセンサ３７、３８を設ける。また、図９に示すように、シール用ジャッキ３６は、環状に組み立てられた分割ブロック２９、３０、３１、３２に周方向に複数等間隔となるように設けると共に、それぞれ同一の油圧供給配管（図示せず）に接続し、スライドフレーム２２の周方向の複数位置を均等に押圧又は引張できるようにする。
【００２５】
この後、図２（ｄ）に示すように、切羽保持ジャッキ３５を既設セグメント８に当たる位置まで伸長させて長さを固定すると共に、シールドジャッキ１１を径方向外方に移設し、分割ブロック２９、３０、３１、３２の前方に仮設用セグメント８より半径が大きなセグメント９、３９を順次組み立ててシールド掘進機１を掘進させる。このとき、分割ブロック２９、３０、３１、３２の前方には、撤去シールド１３と後述する本セグメント９とを接続するための接続セグメント３９を組み立て、接続セグメント３９の前方にリング板状の取付板４０を取り付ける。図４（ｇ）に示すように、取付板４０は、これより前方に構築する本トンネル４１の後端を仕切板４２で塞ぐとき仕切板４２を支持するためのものであり、シールド掘進機１を掘進させて本トンネル４１を構築している最中はレール等のセグメント搬送設備（図示せず）を挿通させるようになっている。
【００２６】
図３（ｅ）、（ｆ）に示すように、取付板４０の前方には、恒久的に使用する本トンネル４１を構築するための本セグメント９を順次組み立ててシールド掘進機１を掘進させ、本トンネル４１を完成させる。本セグメント９は、仮設用セグメント８より大きな半径に形成されているため、本セグメント９の外周側に形成される間隙１９を最小にでき、裏込め材の使用量を必要最小限に抑えることができる。
【００２７】
このようにして本トンネル４１が完成されたらセグメント搬送設備を撤去し、図４（ｇ）に示すように、取付板４０に仕切板４２を取り付けて本トンネル４１の後端を塞ぎ、環状に組み立てられた分割ブロック２９、３０、３１、３２にその中央開口を塞ぐ隔壁１６を設け、隔壁１６と仕切板４２との間に形成される埋め戻し空間部４３にモルタル又は土砂等からなる埋め戻し材を充填するためのノズル４４を隔壁１６に設けると共に隔壁１６に埋め戻し材の圧力を検出する土圧計４５を設け、分割ブロック２９、３０、３１、３２にセグメント解体用のエレクタ１７を設けて撤去シールド１３を完成させる。また、撤去シールド１３と接続セグメント３９の固定も解除する。またさらに、それぞれのストロークセンサ３７、３８と土圧計４５を制御装置４６に接続する。制御装置４６は、ストロークセンサ３７、３８及び土圧計４５から入力される信号に応じて切羽保持ジャッキ３５とシール用ジャッキ３６を制御すると共に、推進シール２３と停止シール２１に所定のタイミングで加圧又は減圧するようにプログラムされている。なお、所定のタイミングとは撤去シールド１３を推進させる際に停止シール２１と推進シール２３を切り替えるタイミングであり、詳細は後述する。
【００２８】
この後、図４（ｈ）に示すように、セグメント解体用のエレクタ１７で順次既設セグメント８を解体しつつ既設セグメント８が解体された位置の切羽保持ジャッキ３５を順次伸長させる。全ての切羽保持ジャッキ３５がセグメント１リング分以上伸長されたら、図５（ｉ）に示すように、ノズル４４から埋め戻し空間部４３に埋め戻し材を充填し、加圧する。埋め戻し材の圧力は隔壁１６に背圧となって作用し、撤去シールド１３の推進力となる。また、推進シール２３に加圧して既設セグメント８に圧接させたのち、停止シール２１を減圧して既設セグメント８から離間させ、撤去シールド１３が推進したとき停止シール２１が既設セグメント８に擦られないようする。
【００２９】
図５（ｊ）に示すように、制御装置４６は、埋め戻し空間部４３に埋め戻し材を充填しつつその圧力を土圧計４５で検出し、撤去シールド１３が推進できる所定の圧力になったら圧力を維持するように切羽保持ジャッキ３５を縮退させ、撤去シールド１３を後方に推進させる。また、このとき制御装置４６は切羽保持ジャッキ３５の縮退に応じてシール用ジャッキ３６を縮退させ、既設セグメント８に対して推進シール２３が移動しないようにする。具体的には、切羽保持ジャッキ３５とシール用ジャッキ３６の長さをストロークセンサ３７、３８で連続的に検出し、シール用ジャッキ３６が切羽保持ジャッキ３５と同じ速さで縮退するようにシール用ジャッキ３６に供給する油圧を制御する。切羽保持ジャッキ３５が既設セグメント１リング分以上の長さ縮退されたら、制御装置４６は、撤去シールド１３の推進を停止させ、使用するシールを推進シール２３から停止シール２１に切り替え、既設セグメント８の解体を開始する。撤去シールド１３の推進停止は、埋め戻し材の充填を止めることで行う。また、シールの切り替えは、停止シール２１を加圧して既設セグメント８に圧接したのち、推進シール２３を減圧して既設セグメント８から離間させることで行う。これにより、推進シール２３に臨む既設セグメント８を解体しても停止シール２１でシールを維持できる。既設セグメント８の解体作業は、まず、キーセグメントである既設セグメント８から切羽保持ジャッキ３５を退避させ、キーセグメントをエレクタ１７で把持して解体する。この後、キーセグメントから退避させた切羽保持ジャッキ３５を伸長させて後段側の既設セグメント８に当接させ、以降、解体したセグメント８に隣接する他のセグメント８を順次上述と同様の手順で解体する。
【００３０】
図６（ｋ）に示すように、１リング分の既設セグメント８が解体されたら、再び使用するシールを停止シール２１から推進シール２３に切り替え、図６（ｌ）に示すように、上述と同様の手順、すなわち、撤去シールド１３を所定距離推進させたのち、シールを切り替え、セグメントを１リング分解体すると共に切羽保持ジャッキ３５を伸長させ、シールを切り替え、撤去シールド１３を推進させるという手順を繰り返して既設セグメント８を撤去する。
【００３１】
このように、シールド掘進機１内で仮設用セグメント８を組み立てながらシールド掘進機１を本トンネル４１の起点（所定位置）まで掘進させ、既設セグメント８の前方位置に撤去シールド１３の外周フレーム１５を組み立てたのち、シールド掘進機１を更に掘進させて本トンネル４１を完成させ、しかるのち、外周フレーム１５にその中央開口を塞ぐ隔壁１６を設けて撤去シールド１３を形成すると共に撤去シールド１３でその後方の既設セグメント８を解体しつつその解体跡に埋め戻し材を充填して埋め戻すとき、撤去シールド１３の外周フレーム１５後部を構成するシール部１４であって既設セグメント８の外周側をシールする筒状のシール部１４を予めシールド掘進機１内に設けておく一方、撤去シールド１３の外周フレーム１５前部を周方向に分割して形成され、かつ、環状に組み立てられたとき既設セグメント８の前端に当接される切羽保持ジャッキ３５を有する分割ブロック２９、３０、３１、３２を予め複数形成しておき、撤去シールド１３の外周フレーム１５を組み立てるとき、シール部１４を既設セグメント８の外周側に残置すると共にシール部１４の前端部に分割ブロック２９、３０、３１、３２を環状に組み付け、撤去シールド１３を形成するとき、環状に組み立てた分割ブロック２９、３０、３１、３２の中央開口を隔壁１６で塞ぐと共に、分割ブロック２９、３０、３１、３２にセグメント解体用のエレクタ１７を設けるものとしたため、シールド掘進機１を掘進させて本トンネル４１を構築したのち、仮設用セグメント８でトンネルを構築した区間については容易に埋め戻すことができる。
【００３２】
また、到達立坑がなくても上記区間のトンネルを撤去・埋め戻すことができる。またさらに、本トンネル４１についても撤去容易な構造にでき、例えば本トンネル４１上に新たなトンネルをシールド掘進機１で建造し直す場合等、将来の工事に備えることができる。また、シールド掘進機１内に筒状のシール部１４を予め設けておくため、シール部１４のシールを分解することなく撤去シールド１３の組立位置まで搬送することができ、既設セグメント８の撤去作業を効率よく行うことができる。
【００３３】
撤去シールド１３を組み立てる位置からシールド掘進機１を更に掘進させて本トンネル４１を完成させるとき、仮設用セグメント８より半径が大きな本セグメント９を用いるものとしたため、本セグメント９の外周側に形成される間隙１９を最小にでき、裏込め材の使用量を必要最小限に抑えることができる。
【００３４】
また、シールド掘進機１内に着脱自在に設けられ既設セグメント８の外周側をシールするための筒状のシール部１４と、シール部１４が既設セグメント８の外周側に残置されたときシール部１４の前端部に環状に組み付けられると共に、既設セグメント８の前端に当接される切羽保持ジャッキ３５を有する分割ブロック２９、３０、３１、３２と、環状に組み立てられた分割ブロック２９、３０、３１、３２に設けられその中央開口を塞ぐ隔壁１６と、分割ブロック２９、３０、３１、３２に設けられ既設セグメント８を解体するためのエレクタ１７とを備えて撤去シールド１３を構成するものとしたため、シールド掘進機１が掘進する区間の任意の位置に撤去シールド１３を組み立てることができ、トンネルの一部を容易に埋め戻すことができる。
【００３５】
なお、シールド掘進機１とシール部１４は断面円形の筒状に形成されるものについて説明したが、これに限るものではない。断面矩形状の筒状であっても良く他の断面形状の筒状であってもよい。すなわち、本実施の形態でいう筒状とは断面形状を円形に限らず、他の断面形状を含む。
【００３６】
また、分割ブロック２９、３０、３１、３２は外周フレーム１５の前部を上下左右に４分割して形成されるものとしたが、４分割に限るものではない。シールド掘進機１内に搬入でき、エレクタ１０で組み立て可能であれば、２分割でも良くそれ以上の複数分割でもよい。
【００３７】
またさらに、分割ブロック２９、３０、３１、３２は、シールド掘進機１を発進させたのち、セグメント８と共にシールド掘進機１内に搬送するものとしたが、シール部１４と共に予めシールド掘進機１内に内蔵しておくものとしてもよい。この場合、分割ブロック２９、３０、３１、３２とシール部１４は予め一体に形成されるものとしてもよい。ただし、シールド掘進機１の機長が長くなるため、発進立坑が十分大きく、かつ、カーブ施工の容易さを要求されない工事に用いるとよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】（ａ）は本発明の好適実施の形態を示すシールド掘進機の側面図であり、（ｂ）はシール部を既設セグメントの外周側に残置して掘進するシールド掘進機の要部側面図である。
【図２】（ｃ）はシール部に分割ブロックを組み立てて既設セグメントの前方位置に撤去シールドの外周フレームを形成した状態の側面図であり、（ｄ）は外周フレームの前方位置にセグメントを組み立てて更に掘進するシールド掘進機の要部側面図である。
【図３】（ｅ）は図２（ｄ）の状態から掘進したシールド掘進機の要部側面図であり、（ｆ）は（ｅ）の状態から更に掘進したシールド掘進機の要部側面図である。
【図４】（ｇ）は既設セグメントの前方位置で完成された撤去シールドの側面図であり、（ｈ）は１リング分の既設セグメントを解体した撤去シールドの側面図である。
【図５】（ｉ）は隔壁前方の埋め戻し空間部に埋め戻し材を充填している撤去シールドの側面図であり、（ｊ）は埋め戻し材の充填圧で推進した撤去シールドの側面図である。
【図６】（ｋ）は図５（ｊ）の状態から１リング分の既設セグメントを解体した撤去シールドの側面図であり、（ｌ）は（ｋ）の状態から推進シールを後方に移動させた撤去シールドの側面図である。
【図７】図４の要部拡大図である。
【図８】図４のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図９】図４のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図１０】図４のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ シールド掘進機
８ セグメント
９ セグメント
１３ 撤去シールド
１４ シール部
１５ 外周フレーム
１６ 隔壁
１７ エレクタ
２９ 分割ブロック
３０ 分割ブロック
３１ 分割ブロック
３２ 分割ブロック
３５ 切羽保持ジャッキ
４１ 本トンネル（トンネル）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘進機でトンネルを構築したのち、トンネルが不要な区間のトンネルを埋め戻すトンネル構築方法及びこの方法で用いる撤去シールドに関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネルの起点に発進立坑を設置できない場合、発進立坑を上記起点から離れた位置に設置し、発進立坑から上記起点までシールド掘進機を掘進させることがある。この場合、発進立坑から上記起点までの間にトンネルが仮設されることとなるが、本来必要ないトンネルであるため、用地の状態を復旧するために埋め戻さなければならない場合がある。
【０００３】
また、他のシールドトンネル内からシールド掘進機を発進させて構築すべきトンネルの起点まで移動させるとき、一時的に第三者の土地を通過しなければならないこともある。このような場合、地権者の許諾を得たのち工事することとなるが、一般に第三者が所有する土地に構築したトンネルは埋め戻す必要がある。
【０００４】
ところで、トンネルを埋め戻す工法としては、特許文献１〜６記載のものが知られている。これらの工法は、トンネルの端部に解体用シールドや解体機を配設したのち、機内でセグメント等を解体撤去すると共に機体後方に埋め戻し材を充填し、トンネルに沿って推進させるものであり、特にシールドトンネルを全長に渡って埋め戻すとき効率よくできる。
【０００５】
【特許文献１】特許第３０８７２２９号公報
【特許文献２】特許第３７２１４８８号公報
【特許文献３】特許第３５８１６１９号公報
【特許文献４】特開２００１−２２７３００号公報
【特許文献５】特開２００１−１０７６８０号公報
【特許文献６】特開２００１−１０７６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の解体用シールドでは、トンネル撤去区間の起点に立坑が必要であると共に、終点にも送排泥設備や撤去したセグメントを搬出するための立坑が必要であるため、上述のトンネル撤去工事では用いることができないという課題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、シールド掘進機でトンネルを構築したのち、トンネルが不要な区間のトンネルを容易に埋め戻すことができるトンネル構築方法と、この方法に用いる撤去シールドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は、シールド掘進機内でセグメントを組み立てながらシールド掘進機を所定位置まで掘進させ、既設セグメントの前方位置に既設セグメントを解体する撤去シールドの外周フレームを組み立てたのち、シールド掘進機を更に掘進させてトンネルを完成させ、しかるのち、上記外周フレームにその中央開口を塞ぐ隔壁を設けて撤去シールドを形成すると共に撤去シールドでその後方の既設セグメントを解体しつつその解体跡に埋め戻し材を充填して埋め戻すトンネル構築方法であって、上記撤去シールドの外周フレーム後部であると共に既設セグメントの外周側をシールする筒状のシール部を予め上記シールド掘進機内に設けておく一方、上記撤去シールドの外周フレーム前部を周方向に分割して形成され、かつ、環状に組み立てられたとき既設セグメントの前端に当接される切羽保持ジャッキを有する分割ブロックを予め複数形成しておき、上記撤去シールドの外周フレームを組み立てるとき、シール部をセグメントの外周側に残置すると共にシール部の前端部に上記分割ブロックを環状に組み付け、上記撤去シールドを形成するとき、環状に組み立てた分割ブロックの中央開口を隔壁で塞ぐと共に、分割ブロックにセグメント解体用のエレクタを設けるものである。
【０００９】
上記所定位置からシールド掘進機を更に掘進させてトンネルを完成させるとき、上記所定位置以前のセグメントより半径が大きなセグメントを用いるとよい。
【００１０】
また、シールド掘進機内に着脱自在に設けられ既設セグメントの外周側をシールするための筒状のシール部と、該シール部がセグメントの外周側に残置されたときシール部の前端部に環状に組み付けられると共に、既設セグメントの前端に当接される切羽保持ジャッキを有する分割ブロックと、環状に組み立てられた分割ブロックに設けられその中央開口を塞ぐ隔壁と、分割ブロックに設けられ既設セグメントを解体するためのエレクタとを備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、シールド掘進機でトンネルを構築したのち、トンネルが不要な区間のトンネルを容易に埋め戻すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の好適実施の形態を添付図面を用いて説明する。まず、トンネルを構築する際に用いる装置及び部品について述べる。
【００１３】
図１（ａ）及び図３（ｆ）に示すように、シールド掘進機１は、筒状に形成されるシールドフレーム２と、シールドフレーム２の前端を塞ぐバルクヘッド３と、バルクヘッド３に回転自在に設けられたカッタ４と、カッタ４の後方に形成されるカッタ室５内の土砂を排出するための送排泥式の排土装置６と、シールドフレーム２に支持部材７を介して設けられシールドフレーム２内でセグメント８、９を組み立てるためのエレクタ１０と、支持部材７に設けられセグメント８、９から推進反力を取るためのシールドジャッキ１１とを備えて構成されている。シールドジャッキ１１は周方向に複数等間隔に配置されており、セグメント８、９を組み立てるとき、その組立位置のシールドジャッキ１１を縮退させ、他のシールドジャッキ１１で切羽の圧力を保持するようになっている。
【００１４】
また、シールド掘進機１内には、後述する撤去シールド１３の部品であるシール部１４が内蔵されており、シールド掘進機１で構築したトンネルの中間位置でシール部１４を用い撤去シールド１３を組み立てるようになっている。
【００１５】
図４（ｇ）に示すように、撤去シールド１３は、既設セグメント８の端部外周を液密に覆う筒状の外周フレーム１５に、その前端の中央開口を塞ぐ隔壁１６を設けると共にセグメント解体用のエレクタ１７を設けて構成される。外周フレーム１５は、予め前後に分割されており、後部を構成するシール部１４と、前部を構成する分割ブロック２９、３０、３１、３２とからなる。
【００１６】
シール部１４は、シールドフレーム２の内周面に沿う筒状に形成されており、シールドフレーム２の内周面に着脱自在に設けられている。図１（ａ）及び図７に示すように、シール部１４は、筒状に形成されると共に後部の内径を前部の内径より小さく形成され撤去シールド１３が推進されるとき既設セグメント８と地山１８との間隙１９に貫入される後部スキンプレート２０と、後部スキンプレート２０の後部内周側に設けられ後部スキンプレート２０と既設セグメント８との間をシールするための停止シール２１と、後部スキンプレート２０の前部内周に沿って軸方向スライド自在に設けられ後部スキンプレート２０の前部内周面に沿う筒状に形成されたスライドフレーム２２と、スライドフレーム２２の内周側に設けられスライドフレーム２２と既設セグメント８との間をシールするための推進シール２３と、スライドフレーム２２の外周側に設けられスライドフレーム２２と後部スキンプレート２０との間をシールするためのスライドシール２４とを備えて構成されている。シールド掘進機１内にシール部１４を予め内蔵しておくことで一般に精度が要求されるシール２１、２３を分解することなく撤去シールド組立位置まで搬送することができる。
【００１７】
後部スキンプレート２０は、外周フレーム１５の外周壁部分の後部を構成する部品であり、後端部外周に裏込め材を逃がすための外テーパ２５を有すると共に後端部内周にセグメント８間の段差４９を乗り越えるための内テーパ２６を有する。
【００１８】
停止シール２１と推進シール２３は、後部スキンプレート２０又はスライドフレーム２２からなる基材２０、２２の内周面に取り付けられる筒状のシールシート２７と、シールシート２７の内周面に沿う筒状に形成されると共に軸方向の中央を径方向内側に拡縮自在に形成され軸方向の両端をシールシート２７を介して基材２０、２２に液密に固定されるシールプレート２８とを備えた加圧シールからなる。停止シール２１と推進シール２３には、それぞれシールプレート２８とシールシート２７の間に水、空気又は油等の流体を充填して加圧するため加圧装置（図示せず）が接続されており、停止シール２１と推進シール２３は、加圧装置で加圧されることで径方向内側に膨らみ、減圧されることで径方向外方に縮退されるようになっている。停止シール２１と推進シール２３は、それぞれ加圧されて径方向内側に膨らんだとき既設セグメント８に圧接されて既設セグメント８と基材２０、２２との間をシールすると共に、減圧されたとき径方向外方に縮退して既設セグメント８から完全に離間されるようになっている。
【００１９】
図４（ｇ）及び図９に示すように、分割ブロック２９、３０、３１、３２は、外周フレーム１５の前部を周方向に分割してなるものであり、外周フレーム１５を組み立てるときにセグメント８と共にシールド掘進機１内に搬入される。具体的には、分割ブロック２９、３０、３１、３２は外周フレーム１５の前部を上下左右に４分割して形成され、それぞれシールド掘進機１のエレクタ１０で組み立てられるようになっている。上部に位置される上部分割ブロック３２は左右分割ブロック３０、３１の間に径方向内側から挿入できるキー形状に形成されており、他の三つの分割ブロック２９、３０、３１を組み立てたのち、最後に組み立てられるようになっている。
【００２０】
また、分割ブロック２９、３０、３１、３２は、それぞれ弧状に形成され後部スキンプレート２０に突き合わされる前部分割プレート３３と、前部分割プレート３３の内周側に設けられる支持フレーム３４と、支持フレーム３４に設けられ既設セグメント８の前端に当接して切羽を保持するための切羽保持ジャッキ３５とを備える。支持フレーム３４は、前端に隔壁１６を液密に取り付けるための取付面４８を有する。取付面４８は、分割ブロック２９、３０、３１、３２が環状に組み立てられたとき全て面一となるように形成されており、前方から圧力を受ける隔壁１６を圧着させるようになっている。図１０に示すように、切羽保持ジャッキ３５は、分割ブロック２９、３０、３１、３２を環状に組み立てたとき周方向に複数等間隔に配置されるようにそれぞれの分割ブロック２９、３０、３１、３２に２本ずつ配設されている。それぞれの切羽保持ジャッキ３５には、既設セグメント８の前端に当接されるシュー１２が設けられており、既設セグメント８に広い面積で均等に当接されるようになっている。
【００２１】
次に、トンネルの構築方法について述べる。
【００２２】
シールド掘進機１の発進位置が構築すべきトンネルの起点から離間されている場合であって、上記発進位置から上記起点までの間にはトンネルを残したくない場合、まず、上記発進位置から上記起点までシールド掘進機１を掘進させる。このとき、シールド掘進機１は、シール部１４の径方向内方の位置でシール部１４より小径の仮設用セグメント８を組み立てつつ組み立てた仮設用セグメント８から推進反力をとって掘進する。また、掘進中は、既設セグメント８と地山１８との間に形成される間隙１９に裏込め材を注入して間隙１９を埋める。裏込め材には、固化せず地山１８に吸収されないゲル状材を用い、撤去シールド１３で既設セグメント８を解体するとき、撤去シールド１３の進行を阻害しないようにする。ゲル状材としては例えば吸水性ポリマーを用いることができる。
【００２３】
図１（ｂ）に示すように、シールド掘進機１が上記起点に到達したらシール部１４の停止シール２１に加圧して停止シール２１を既設セグメント８に圧接する共に、シールドフレーム２からシール部１４を離脱させ、シールド掘進機１を更に掘進させる。これにより、シール部１４が仮設用セグメント８の外周側に残置される。シールド掘進機１のエレクタ１０がシール部１４より前方に移動されたらシールド掘進機１の掘進を止め、シール部１４の後端部内周に沿って組み立てられた仮設用セグメント８を取り外し、シール部１４をシールド掘進機１内に露出させる。
【００２４】
図２（ｃ）に示すように、シールド掘進機１内に分割ブロック２９、３０、３１、３２を搬入すると共にシール部１４のスライドフレーム２２を駆動するためのシール用ジャッキ３６を搬入し、シールド掘進機１のエレクタ１０を用いてシール部１４の前端部に分割ブロック２９、３０、３１、３２を順次環状に組み付ける。これにより、分割ブロック２９、３０、３１、３２の切羽保持ジャッキ３５は既設セグメント８の前端に臨んで配置される。また、分割ブロック２９、３０、３１、３２にシール用ジャッキ３６の一端を取り付けると共にスライドフレーム２２にシール用ジャッキ３６の他端を取り付け、シール用ジャッキ３６の伸縮によりスライドフレーム２２を軸方向に駆動できるようにする。シール用ジャッキ３６と切羽保持ジャッキ３５には、それぞれジャッキ３５、３６の長さを検出するストロークセンサ３７、３８を設ける。また、図９に示すように、シール用ジャッキ３６は、環状に組み立てられた分割ブロック２９、３０、３１、３２に周方向に複数等間隔となるように設けると共に、それぞれ同一の油圧供給配管（図示せず）に接続し、スライドフレーム２２の周方向の複数位置を均等に押圧又は引張できるようにする。
【００２５】
この後、図２（ｄ）に示すように、切羽保持ジャッキ３５を既設セグメント８に当たる位置まで伸長させて長さを固定すると共に、シールドジャッキ１１を径方向外方に移設し、分割ブロック２９、３０、３１、３２の前方に仮設用セグメント８より半径が大きなセグメント９、３９を順次組み立ててシールド掘進機１を掘進させる。このとき、分割ブロック２９、３０、３１、３２の前方には、撤去シールド１３と後述する本セグメント９とを接続するための接続セグメント３９を組み立て、接続セグメント３９の前方にリング板状の取付板４０を取り付ける。図４（ｇ）に示すように、取付板４０は、これより前方に構築する本トンネル４１の後端を仕切板４２で塞ぐとき仕切板４２を支持するためのものであり、シールド掘進機１を掘進させて本トンネル４１を構築している最中はレール等のセグメント搬送設備（図示せず）を挿通させるようになっている。
【００２６】
図３（ｅ）、（ｆ）に示すように、取付板４０の前方には、恒久的に使用する本トンネル４１を構築するための本セグメント９を順次組み立ててシールド掘進機１を掘進させ、本トンネル４１を完成させる。本セグメント９は、仮設用セグメント８より大きな半径に形成されているため、本セグメント９の外周側に形成される間隙１９を最小にでき、裏込め材の使用量を必要最小限に抑えることができる。
【００２７】
このようにして本トンネル４１が完成されたらセグメント搬送設備を撤去し、図４（ｇ）に示すように、取付板４０に仕切板４２を取り付けて本トンネル４１の後端を塞ぎ、環状に組み立てられた分割ブロック２９、３０、３１、３２にその中央開口を塞ぐ隔壁１６を設け、隔壁１６と仕切板４２との間に形成される埋め戻し空間部４３にモルタル又は土砂等からなる埋め戻し材を充填するためのノズル４４を隔壁１６に設けると共に隔壁１６に埋め戻し材の圧力を検出する土圧計４５を設け、分割ブロック２９、３０、３１、３２にセグメント解体用のエレクタ１７を設けて撤去シールド１３を完成させる。また、撤去シールド１３と接続セグメント３９の固定も解除する。またさらに、それぞれのストロークセンサ３７、３８と土圧計４５を制御装置４６に接続する。制御装置４６は、ストロークセンサ３７、３８及び土圧計４５から入力される信号に応じて切羽保持ジャッキ３５とシール用ジャッキ３６を制御すると共に、推進シール２３と停止シール２１に所定のタイミングで加圧又は減圧するようにプログラムされている。なお、所定のタイミングとは撤去シールド１３を推進させる際に停止シール２１と推進シール２３を切り替えるタイミングであり、詳細は後述する。
【００２８】
この後、図４（ｈ）に示すように、セグメント解体用のエレクタ１７で順次既設セグメント８を解体しつつ既設セグメント８が解体された位置の切羽保持ジャッキ３５を順次伸長させる。全ての切羽保持ジャッキ３５がセグメント１リング分以上伸長されたら、図５（ｉ）に示すように、ノズル４４から埋め戻し空間部４３に埋め戻し材を充填し、加圧する。埋め戻し材の圧力は隔壁１６に背圧となって作用し、撤去シールド１３の推進力となる。また、推進シール２３に加圧して既設セグメント８に圧接させたのち、停止シール２１を減圧して既設セグメント８から離間させ、撤去シールド１３が推進したとき停止シール２１が既設セグメント８に擦られないようする。
【００２９】
図５（ｊ）に示すように、制御装置４６は、埋め戻し空間部４３に埋め戻し材を充填しつつその圧力を土圧計４５で検出し、撤去シールド１３が推進できる所定の圧力になったら圧力を維持するように切羽保持ジャッキ３５を縮退させ、撤去シールド１３を後方に推進させる。また、このとき制御装置４６は切羽保持ジャッキ３５の縮退に応じてシール用ジャッキ３６を縮退させ、既設セグメント８に対して推進シール２３が移動しないようにする。具体的には、切羽保持ジャッキ３５とシール用ジャッキ３６の長さをストロークセンサ３７、３８で連続的に検出し、シール用ジャッキ３６が切羽保持ジャッキ３５と同じ速さで縮退するようにシール用ジャッキ３６に供給する油圧を制御する。切羽保持ジャッキ３５が既設セグメント１リング分以上の長さ縮退されたら、制御装置４６は、撤去シールド１３の推進を停止させ、使用するシールを推進シール２３から停止シール２１に切り替え、既設セグメント８の解体を開始する。撤去シールド１３の推進停止は、埋め戻し材の充填を止めることで行う。また、シールの切り替えは、停止シール２１を加圧して既設セグメント８に圧接したのち、推進シール２３を減圧して既設セグメント８から離間させることで行う。これにより、推進シール２３に臨む既設セグメント８を解体しても停止シール２１でシールを維持できる。既設セグメント８の解体作業は、まず、キーセグメントである既設セグメント８から切羽保持ジャッキ３５を退避させ、キーセグメントをエレクタ１７で把持して解体する。この後、キーセグメントから退避させた切羽保持ジャッキ３５を伸長させて後段側の既設セグメント８に当接させ、以降、解体したセグメント８に隣接する他のセグメント８を順次上述と同様の手順で解体する。
【００３０】
図６（ｋ）に示すように、１リング分の既設セグメント８が解体されたら、再び使用するシールを停止シール２１から推進シール２３に切り替え、図６（ｌ）に示すように、上述と同様の手順、すなわち、撤去シールド１３を所定距離推進させたのち、シールを切り替え、セグメントを１リング分解体すると共に切羽保持ジャッキ３５を伸長させ、シールを切り替え、撤去シールド１３を推進させるという手順を繰り返して既設セグメント８を撤去する。
【００３１】
このように、シールド掘進機１内で仮設用セグメント８を組み立てながらシールド掘進機１を本トンネル４１の起点（所定位置）まで掘進させ、既設セグメント８の前方位置に撤去シールド１３の外周フレーム１５を組み立てたのち、シールド掘進機１を更に掘進させて本トンネル４１を完成させ、しかるのち、外周フレーム１５にその中央開口を塞ぐ隔壁１６を設けて撤去シールド１３を形成すると共に撤去シールド１３でその後方の既設セグメント８を解体しつつその解体跡に埋め戻し材を充填して埋め戻すとき、撤去シールド１３の外周フレーム１５後部を構成するシール部１４であって既設セグメント８の外周側をシールする筒状のシール部１４を予めシールド掘進機１内に設けておく一方、撤去シールド１３の外周フレーム１５前部を周方向に分割して形成され、かつ、環状に組み立てられたとき既設セグメント８の前端に当接される切羽保持ジャッキ３５を有する分割ブロック２９、３０、３１、３２を予め複数形成しておき、撤去シールド１３の外周フレーム１５を組み立てるとき、シール部１４を既設セグメント８の外周側に残置すると共にシール部１４の前端部に分割ブロック２９、３０、３１、３２を環状に組み付け、撤去シールド１３を形成するとき、環状に組み立てた分割ブロック２９、３０、３１、３２の中央開口を隔壁１６で塞ぐと共に、分割ブロック２９、３０、３１、３２にセグメント解体用のエレクタ１７を設けるものとしたため、シールド掘進機１を掘進させて本トンネル４１を構築したのち、仮設用セグメント８でトンネルを構築した区間については容易に埋め戻すことができる。
【００３２】
また、到達立坑がなくても上記区間のトンネルを撤去・埋め戻すことができる。またさらに、本トンネル４１についても撤去容易な構造にでき、例えば本トンネル４１上に新たなトンネルをシールド掘進機１で建造し直す場合等、将来の工事に備えることができる。また、シールド掘進機１内に筒状のシール部１４を予め設けておくため、シール部１４のシールを分解することなく撤去シールド１３の組立位置まで搬送することができ、既設セグメント８の撤去作業を効率よく行うことができる。
【００３３】
撤去シールド１３を組み立てる位置からシールド掘進機１を更に掘進させて本トンネル４１を完成させるとき、仮設用セグメント８より半径が大きな本セグメント９を用いるものとしたため、本セグメント９の外周側に形成される間隙１９を最小にでき、裏込め材の使用量を必要最小限に抑えることができる。
【００３４】
また、シールド掘進機１内に着脱自在に設けられ既設セグメント８の外周側をシールするための筒状のシール部１４と、シール部１４が既設セグメント８の外周側に残置されたときシール部１４の前端部に環状に組み付けられると共に、既設セグメント８の前端に当接される切羽保持ジャッキ３５を有する分割ブロック２９、３０、３１、３２と、環状に組み立てられた分割ブロック２９、３０、３１、３２に設けられその中央開口を塞ぐ隔壁１６と、分割ブロック２９、３０、３１、３２に設けられ既設セグメント８を解体するためのエレクタ１７とを備えて撤去シールド１３を構成するものとしたため、シールド掘進機１が掘進する区間の任意の位置に撤去シールド１３を組み立てることができ、トンネルの一部を容易に埋め戻すことができる。
【００３５】
なお、シールド掘進機１とシール部１４は断面円形の筒状に形成されるものについて説明したが、これに限るものではない。断面矩形状の筒状であっても良く他の断面形状の筒状であってもよい。すなわち、本実施の形態でいう筒状とは断面形状を円形に限らず、他の断面形状を含む。
【００３６】
また、分割ブロック２９、３０、３１、３２は外周フレーム１５の前部を上下左右に４分割して形成されるものとしたが、４分割に限るものではない。シールド掘進機１内に搬入でき、エレクタ１０で組み立て可能であれば、２分割でも良くそれ以上の複数分割でもよい。
【００３７】
またさらに、分割ブロック２９、３０、３１、３２は、シールド掘進機１を発進させたのち、セグメント８と共にシールド掘進機１内に搬送するものとしたが、シール部１４と共に予めシールド掘進機１内に内蔵しておくものとしてもよい。この場合、分割ブロック２９、３０、３１、３２とシール部１４は予め一体に形成されるものとしてもよい。ただし、シールド掘進機１の機長が長くなるため、発進立坑が十分大きく、かつ、カーブ施工の容易さを要求されない工事に用いるとよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】（ａ）は本発明の好適実施の形態を示すシールド掘進機の側面図であり、（ｂ）はシール部を既設セグメントの外周側に残置して掘進するシールド掘進機の要部側面図である。
【図２】（ｃ）はシール部に分割ブロックを組み立てて既設セグメントの前方位置に撤去シールドの外周フレームを形成した状態の側面図であり、（ｄ）は外周フレームの前方位置にセグメントを組み立てて更に掘進するシールド掘進機の要部側面図である。
【図３】（ｅ）は図２（ｄ）の状態から掘進したシールド掘進機の要部側面図であり、（ｆ）は（ｅ）の状態から更に掘進したシールド掘進機の要部側面図である。
【図４】（ｇ）は既設セグメントの前方位置で完成された撤去シールドの側面図であり、（ｈ）は１リング分の既設セグメントを解体した撤去シールドの側面図である。
【図５】（ｉ）は隔壁前方の埋め戻し空間部に埋め戻し材を充填している撤去シールドの側面図であり、（ｊ）は埋め戻し材の充填圧で推進した撤去シールドの側面図である。
【図６】（ｋ）は図５（ｊ）の状態から１リング分の既設セグメントを解体した撤去シールドの側面図であり、（ｌ）は（ｋ）の状態から推進シールを後方に移動させた撤去シールドの側面図である。
【図７】図４の要部拡大図である。
【図８】図４のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図９】図４のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図１０】図４のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ シールド掘進機
８ セグメント
９ セグメント
１３ 撤去シールド
１４ シール部
１５ 外周フレーム
１６ 隔壁
１７ エレクタ
２９ 分割ブロック
３０ 分割ブロック
３１ 分割ブロック
３２ 分割ブロック
３５ 切羽保持ジャッキ
４１ 本トンネル（トンネル）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド掘進機内でセグメントを組み立てながらシールド掘進機を所定位置まで掘進させ、既設セグメントの前方位置に既設セグメントを解体する撤去シールドの外周フレームを組み立てたのち、シールド掘進機を更に掘進させてトンネルを完成させ、しかるのち、上記外周フレームにその中央開口を塞ぐ隔壁を設けて撤去シールドを形成すると共に撤去シールドでその後方の既設セグメントを解体しつつその解体跡に埋め戻し材を充填して埋め戻すトンネル構築方法であって、
上記撤去シールドの外周フレーム後部であると共に既設セグメントの外周側をシールする筒状のシール部を予め上記シールド掘進機内に設けておく一方、上記撤去シールドの外周フレーム前部を周方向に分割して形成され、かつ、環状に組み立てられたとき既設セグメントの前端に当接される切羽保持ジャッキを有する分割ブロックを予め複数形成しておき、
上記撤去シールドの外周フレームを組み立てるとき、シール部をセグメントの外周側に残置すると共にシール部の前端部に上記分割ブロックを環状に組み付け、
上記撤去シールドを形成するとき、環状に組み立てた分割ブロックの中央開口を隔壁で塞ぐと共に、分割ブロックにセグメント解体用のエレクタを設けることを特徴とするトンネル構築方法。
【請求項２】
上記所定位置からシールド掘進機を更に掘進させてトンネルを完成させるとき、上記所定位置以前のセグメントより半径が大きなセグメントを用いる請求項１記載のトンネル構築方法。
【請求項３】
シールド掘進機内に着脱自在に設けられ既設セグメントの外周側をシールするための筒状のシール部と、該シール部がセグメントの外周側に残置されたときシール部の前端部に環状に組み付けられると共に、既設セグメントの前端に当接される切羽保持ジャッキを有する分割ブロックと、環状に組み立てられた分割ブロックに設けられその中央開口を塞ぐ隔壁と、分割ブロックに設けられ既設セグメントを解体するためのエレクタとを備えたことを特徴とする撤去シールド。
【請求項１】
シールド掘進機内でセグメントを組み立てながらシールド掘進機を所定位置まで掘進させ、既設セグメントの前方位置に既設セグメントを解体する撤去シールドの外周フレームを組み立てたのち、シールド掘進機を更に掘進させてトンネルを完成させ、しかるのち、上記外周フレームにその中央開口を塞ぐ隔壁を設けて撤去シールドを形成すると共に撤去シールドでその後方の既設セグメントを解体しつつその解体跡に埋め戻し材を充填して埋め戻すトンネル構築方法であって、
上記撤去シールドの外周フレーム後部であると共に既設セグメントの外周側をシールする筒状のシール部を予め上記シールド掘進機内に設けておく一方、上記撤去シールドの外周フレーム前部を周方向に分割して形成され、かつ、環状に組み立てられたとき既設セグメントの前端に当接される切羽保持ジャッキを有する分割ブロックを予め複数形成しておき、
上記撤去シールドの外周フレームを組み立てるとき、シール部をセグメントの外周側に残置すると共にシール部の前端部に上記分割ブロックを環状に組み付け、
上記撤去シールドを形成するとき、環状に組み立てた分割ブロックの中央開口を隔壁で塞ぐと共に、分割ブロックにセグメント解体用のエレクタを設けることを特徴とするトンネル構築方法。
【請求項２】
上記所定位置からシールド掘進機を更に掘進させてトンネルを完成させるとき、上記所定位置以前のセグメントより半径が大きなセグメントを用いる請求項１記載のトンネル構築方法。
【請求項３】
シールド掘進機内に着脱自在に設けられ既設セグメントの外周側をシールするための筒状のシール部と、該シール部がセグメントの外周側に残置されたときシール部の前端部に環状に組み付けられると共に、既設セグメントの前端に当接される切羽保持ジャッキを有する分割ブロックと、環状に組み立てられた分割ブロックに設けられその中央開口を塞ぐ隔壁と、分割ブロックに設けられ既設セグメントを解体するためのエレクタとを備えたことを特徴とする撤去シールド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−１３５８４（Ｐ２００９−１３５８４Ａ）
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７２９８９（Ｐ２００７−１７２９８９）
【出願日】平成１９年６月２９日（２００７．６．２９）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２９日（２００７．６．２９）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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